KR20190132190A - 열 전달 유체 및 이의 사용 방법 - Google Patents

열 전달 유체 및 이의 사용 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190132190A
KR20190132190A KR1020187034772A KR20187034772A KR20190132190A KR 20190132190 A KR20190132190 A KR 20190132190A KR 1020187034772 A KR1020187034772 A KR 1020187034772A KR 20187034772 A KR20187034772 A KR 20187034772A KR 20190132190 A KR20190132190 A KR 20190132190A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hexafluoropropylene
trimer
working fluid
structural formula
heat transfer
Prior art date
Application number
KR1020187034772A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102515530B1 (ko
Inventor
윌리엄 엠 라만나
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Publication of KR20190132190A publication Critical patent/KR20190132190A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102515530B1 publication Critical patent/KR102515530B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10—Liquid materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/26—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton
    • C07C17/263—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton by condensation reactions
    • C07C17/269—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton by condensation reactions of only halogenated hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/26—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton
    • C07C17/272—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton by addition reactions
    • C07C17/278—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton by addition reactions of only halogenated hydrocarbons
    • C07C17/281—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton by addition reactions of only halogenated hydrocarbons of only one compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C19/00—Acyclic saturated compounds containing halogen atoms
    • C07C19/08—Acyclic saturated compounds containing halogen atoms containing fluorine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C21/00—Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms
    • C07C21/02—Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds
    • C07C21/18—Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds containing fluorine

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

열 전달 장치는 디바이스, 및 디바이스로 또는 디바이스로부터 열을 전달하기 위한 메커니즘을 포함한다. 열을 전달하기 위한 메커니즘은 구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체를 포함하는 작동 유체를 포함한다. 구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체는 작동 유체 내의 헥사플루오로프로필렌 삼량체의 총 중량을 기준으로 85 중량% 이상의 양으로 작동 유체 중에 존재한다.
[화학식 1]

Description

열 전달 유체 및 이의 사용 방법
본 발명은 열 전달 유체 및 이의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다.
HFP의 삼량체를 포함하는 다양한 조성물, 및 그의 불활성 또는 단리 액체, 용매, 및 냉각제로서의 용도가, 예를 들어 미국 특허 제3,917,724호, 미국 특허 제2,918,501호, 문헌[I.L. Knunyants, et. al., J. Fluorine Chemistry, 10, 323-327 (1977)], 문헌[R. N. Haszeldine, et. al., J. Fluorine Chemistry, 9, 94-96 (1977)], 및 문헌[T. Martini, et. al., Tetrahedron Letters (24), 2129-2132 (1974)]에 기재되어 있다.
일부 실시 형태에서, 열 전달 장치가 제공된다. 본 장치는 디바이스, 및 디바이스로 또는 디바이스로부터 열을 전달하기 위한 메커니즘을 포함한다. 열을 전달하기 위한 메커니즘은 하기 구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체를 포함하는 작동 유체를 포함한다:
[화학식 1]
Figure pct00001
구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체는 작동 유체 내의 헥사플루오로프로필렌 삼량체의 총 중량을 기준으로 85 중량% 이상의 양으로 작동 유체 중에 존재한다.
일부 실시 형태에서, 열 전달 방법이 제공된다. 본 방법은 디바이스를 제공하는 단계, 및 전술된 헥사플루오로프로필렌 삼량체 화합물을 포함하는 작동 유체를 사용하여 디바이스로 또는 디바이스로부터 열을 전달하는 단계를 포함한다.
본 개시 내용의 상기 발명의 내용은 본 발명의 각각의 실시 형태를 설명하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 하나 이상의 실시 형태의 상세 사항은 또한 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기술된다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위로부터 명백하게 될 것이다.
환경 친화적이면서 독성이 낮은 화학 화합물에 대한 증가하는 수요를 고려할 때, 불리한 환경 및 건강 영향에 있어서 추가의 감소를 제공하고, 다양한 상이한 응용 (예를 들어, 열 전달 유체, 2상 침지 냉각, 칠러(chiller) 유체, 랭킨 사이클 작동 유체)의 성능 요건 (예를 들어, 불연성, 열 및 화학 안정성, 양호한 유전 특성, 낮은 유동점, 낮은 점도 및 유용한 작동 온도 범위)을 또한 충족시킬 수 있고, 비용 효과적으로 제조될 수 있는 새로운 열 전달 유체에 대한 계속적인 요구가 존재하는 것으로 인식된다.
전자 응용에서, 열 전달 유체가 낮은 유동점, 낮은 점도, 및 양호한 유전 특성 (예를 들어, 낮은 유전 상수, 높은 절연 강도, 및 높은 체적 저항률)을 제공하는 능력은 전자 디바이스의 전기 성능에 악영향을 주지 않으면서 허용가능한 저온 열 전달 성능을 유지하기 위해 특히 중요할 수 있다. 그러한 응용에서, 역사적으로, 퍼플루오로카본 (또는 PFC) 및 퍼플루오로폴리에테르 (PFPE)는 탁월한 저온 및 유전 특성을 제공하면서 낮은 독성, 탁월한 안정성, 및 불연성을 또한 합리적인 비용으로 제공할 수 있기 때문에, 열 전달 유체로 선택되어 왔다. 그러나, 그러한 재료는 매우 높은 지구 온난화 지수 (GWP)를 가지며 따라서 자발적으로 또는 정부 규제를 통해 결국 단계적으로 폐기될 것으로 예상된다.
더욱 환경적으로 지속 가능한 열 전달 유체, 예를 들어 하이드로플루오로에테르 (HFE), 퍼플루오로케톤 (PFK), 하이드로플루오로에테르 올레핀 (HFEO), 및 하이드로플루오로올레핀 (HFO)이 존재하지만, 이러한 대안은 PFC 및 PFPE에 대한 보편적인 대체물이 아닌 것으로 입증되었는데 그 이유는 이러한 대안이 이들 재료의 탁월한 유전 특성에 필적할 수 없고 적절한 열 및 가수분해 안정성을 제공하지 않기 때문이다. 따라서, PFC 및 PFPE의 특성에 거의 필적하는 특성들의 균형을 제공하면서, GWP의 상당한 감소, 허용가능하게 낮은 독성, 및 적절한 열 안정성을 또한 제공할 수 있는 새로운 열 전달 유체에 대한 요구가 존재한다.
일반적으로, 본 발명은 이성체적으로 순수한 헥사플루오로프로필렌 (HFP) 삼량체를 열 전달 유체로서 제공한다. 이 재료는 놀랍게도 HFP 삼량체 이성체와 다른 고도로 플루오르화된 유체의 일반적으로 입수가능한 혼합물과 비교하여 매우 낮은 유동점 및 저온에서의 낮은 점도를 포함하는 양호한 저온 특성을 제공한다. 또한, 이 재료는 양호한 유전 특성 (낮은 유전 상수, 높은 절연 강도, 높은 체적 저항률), 낮은 급성 독성을 제공하며, 짧은 환경 수명 및 따라서 낮은 지구 온난화 지수를 갖는다. 게다가, 본 발명의 이성체적으로 순수한 HFP 삼량체는 저가 HFP 단량체의 촉매적 올리고머화를 수반하는 1단계, 100% 원자 효율 공정을 통해 저비용으로 제조될 수 있다. 속성들의 이러한 독특한 균형으로 인해 본 발명의 조성물은 기존의 또는 임박한 새로운 규제를 충족시키기 위해 대안적인 저 GWP 유체가 필요한 다양한 열 전달 응용에서 현재 사용 중인 PFC 및 PFPE의 대체를 위한 매력적인 후보자가 된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 구조 화학식에서의 십자형 이중 결합은 화학식이 E 부분입체이성체, Z 부분입체이성체, 또는 임의의 비율의 E 및 Z 부분입체이성체의 혼합물로서 존재할 수 있음을 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태 ("a", "an" 및 "the")는 그 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시대상을 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 실시 형태에 사용된 바와 같이, 용어 "또는"은 일반적으로 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함한다 (예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.8, 4 및 5를 포함한다).
달리 나타내지 않는 한, 본 명세서 및 실시 형태에 사용되는, 성분의 양, 특성의 측정치 등을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 실시 형태의 목록에 기재된 수치 파라미터는 본 명세서의 교시 내용을 이용하여 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 최소한으로, 그리고 청구된 실시 형태의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니라, 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유효숫자의 개수의 관점에서 그리고 보통의 반올림 기법을 적용함으로써 해석되어야 한다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 하기 구조 화학식 1을 갖는 HFP 삼량체의 구조 이성체를 포함하는 조성물에 관한 것이다:
[화학식 1]
Figure pct00002
일부 실시 형태에서, 구조 화학식 1의 HFP 삼량체는 하기에 구조 화학식 1A 및 구조 화학식 1B에 각각 나타나 있는 2가지 부분입체이성체 형태, E 또는 Z 부분입체이성체 중 어느 하나 또는 둘 모두로 존재할 수 있다.
Figure pct00003
다양한 실시 형태에서, 조성물은 임의의 비율의 E 및 Z 부분입체이성체의 혼합물을 포함할 수 있다. 대안적으로, 조성물은 E 부분입체이성체만 또는 Z 부분입체이성체만 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 조성물은 구조 화학식 2 및 구조 화학식 3의 구조 이성체를 포함하는, HFP 삼량체의 다른 구조 이성체를 주목할 만한 양으로 포함하지 않을 수 있다.
Figure pct00004
이와 관련하여, 일부 실시 형태에서, 조성물은 조성물에 존재하는 모든 HFP 삼량체 구조 이성체의 총 중량을 기준으로 85% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 99% 이상, 또는 99.9 중량% 이상의 화학식 1의 구조 이성체를 포함할 수 있다. 놀랍게도, 화학식 1의 구조 이성체는, 주로 화학식 1, 화학식 2, 및 화학식 3의 구조 이성체뿐만 아니라 HFP 삼량체의 다른 부차적인 구조 이성체로 이루어지는 구조 이성체들의 복합 혼합물을 전형적으로 포함하는, HFP 삼량체의 더 일반적으로 입수가능한 형태와 비교할 때 우수한 저온 성능을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 구조 화학식 1의 개선된 저온 성능은 상당히 더 낮은 유동점 및 저온에서의 상당히 더 낮은 점도; 열 전달 유체가 유체로 유지되고 저온에서 열을 효과적으로 전달하는 능력에 직접적으로 영향을 주는 특성을 포함한다. 또한, 구조 화학식 1의 HFP 삼량체는 강한 유전 특성 (낮은 유전 상수, 높은 절연 강도, 및 높은 체적 저항률)을 제공하면서, 또한 불연성, 적절한 안정성, 낮은 급성 독성, 및 짧은 환경 수명 및 따라서 낮은 지구 온난화 지수를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 특성들의 이러한 독특한 균형으로 인해 구조 화학식 1의 HFP 삼량체는 변화하는 규제 전망을 충족시키기 위해 대안적인 저 GWP 유체가 필요한 다양한 응용에서 현재 사용 중인 PFC 및 PFPE의 대체를 위한 매력적인 선택 사항이 된다.
일부 실시 형태에서, 본 발명의 이성체적으로 순수한 HFP 삼량체-함유 조성물은 소수성일 수 있고, 비교적 화학적으로 비반응성일 수 있고, 열적으로 안정할 수 있다. 조성물은 낮은 환경 영향을 가질 수 있다. 이와 관련하여, 이성체적으로 순수한 HFP 삼량체-함유 조성물은 지구 온난화 지수 (GWP, 100년 ITH)가 1000 미만 또는 500 미만일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "GWP"는 화합물의 지구 온난화 지수의 상대 측정값이다. 1990년에 기후 변화에 대한 정부간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change; IPCC)에 의해서 정의되고, 2007년에 갱신된 바와 같은 화합물의 GWP는 명시된 누적 시간 범위(integration time horizon; ITH)에 걸친 CO2 1 킬로그램의 방출로 인한 온난화에 대한 화합물 1 킬로그램의 방출로 인한 온난화로서 계산된다.
Figure pct00005
이 수학식에서, ai는 대기 중의 화합물의 단위 질량 증가당 복사 강제력(그 화합물의 IR 흡광으로 인한, 대기를 통한 복사의 선속의 변화)이고, C는 화합물의 대기 중 농도이며, τ는 화합물의 대기중 수명이고, t는 시간이며, i는 관심 대상인 화합물이다. 통상 허용되는 ITH는 100년이며, 이는 단기간 효과(20년)와 장기간 효과(500년 이상) 간의 타협점을 나타낸다. 대기 중의 유기 화합물 i의 농도는 유사 1차 속도론(pseudo first order kinetics)(즉, 지수함수형 감소)을 따르는 것으로 추정된다. 동일한 시간 간격에 걸친 CO2의 농도는 대기로부터 CO2의 교환 및 제거에 대한 더 복잡한 모델 (베른 탄소 순환 모델)을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 추가로 구조 화학식 1의 상기에 기재된 HFP 삼량체를 (HFP 시재료를 기준으로) 높은 전체 수율로 그리고 (생성되는 HFP 삼량체의 모든 구조 이성체에 대해) 높은 선택률로 제조하는 방법에 관한 것이다. 일부 실시 형태에서, 이 방법은 HFP 단량체로부터 시작하는 단일 촉매 단계로 수행될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 이 방법은 하기 식 1에 따라 HFP를 올리고머화하기에 충분한 온도에서 촉매량의 촉매 및 적합한 유기 용매 (예를 들어, 다이메틸포름아미드 (DMF))를 포함하는 반응 혼합물에 HFP 단량체를 공급하는 단계를 포함할 수 있다:
Figure pct00006
일부 실시 형태에서, 반응의 완료 후에, 이어서 조질 불소화합물계 생성물 혼합물은 촉매/용매 상으로부터 액체-액체 상분리를 거쳐, (다양한 HFP 올리고머 (예를 들어, 이량체, 삼량체, 사량체) 및 다른 부생성물을 포함할 수 있는) 단리된 조질 불소화합물계 생성물의 총 중량을 기준으로 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상, 또는 95 중량% 이상의 구조 화학식 1의 HFP 삼량체를 포함하는 조성물의 (예를 들어 단순 여과 및 액체-액체 상분리에 의한) 단리를 가능하게 할 수 있다. 게다가, 생성된 HFP 삼량체 분획은 존재하는 HFP 삼량체 (MW 450 g/mol)의 모든 구조 이성체 대비 85 중량% 이상, 90 중량% 이상, 95 중량% 이상, 97 중량% 이상, 98 중량% 이상, 99 중량% 이상, 또는 99.9 중량% 이상의 구조 화학식 1의 HFP 삼량체를 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서 촉매는 금속 플루오라이드, 예를 들어 알칼리 금속 플루오라이드 또는 주기율표로부터의 이후의 금속 플루오라이드를 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 촉매는 플루오르화세슘을 포함한다 (또는 그로 본질적으로 이루어진다). 일부 실시 형태에서, 반응 혼합물은 공촉매를 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 공촉매는 크라운 에테르일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 유기 용매는 DMF이다. 일부 실시 형태에서 반응 온도는 HFP 단량체의 첨가 동안 60℃ 이상, 70℃ 이상, 80℃ 이상, 또는 90℃ 이상일 수 있다. 일부 실시 형태에서 HFP 단량체는 이용되는 총 HFP 충전량을 기준으로 시간당 30% 미만, 시간당 20% 미만, 시간당 15% 미만, 또는 시간당 10% 미만의 공급 속도로 반응 혼합물에 연속적으로 공급될 수 있다.
본 발명의 방법을 이용하여, 저가 헥사플루오로프로필렌(HFP) 단량체의 촉매적 올리고머화를 수반하는 1단계, 100% 원자 효율 공정을 통해 이성체적으로 순수한 HFP 삼량체-함유 조성물을 저비용으로 고수율로 제조할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 추가로 주요 성분으로서 상기에 기재된 HFP 삼량체-함유 조성물을 포함하는 작동 유체에 관한 것이다. 예를 들어, 작동 유체는 작동 유체의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이상, 50 중량% 이상, 70 중량% 이상, 80 중량% 이상, 90 중량% 이상, 95 중량% 이상, 또는 99 중량% 이상의 상기에 기재된 HFP 삼량체-함유 조성물을 포함할 수 있다. HFP 삼량체-함유 조성물에 더하여, 작동 유체는 작동 유체의 총 중량을 기준으로 총 최대 75 중량%, 최대 50 중량%, 최대 30 중량%, 최대 20 중량%, 최대 10 중량%, 또는 최대 5 중량%의 하나 이상의 하기 성분을 포함할 수 있다: 알코올, 에테르, 알칸, 알켄, 할로알켄, 퍼플루오로카본, 퍼플루오르화 3차 아민, 퍼플루오로에테르, 사이클로알칸, 에스테르, 케톤, 옥시란, 방향족 물질, 실록산, 하이드로클로로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 하이드로플루오로올레핀, 하이드로클로로올레핀, 하이드로클로로플루오로올레핀, 하이드로플루오로에테르, 또는 이들의 혼합물. 그러한 추가 성분은 특정 용도를 위해 조성물의 특성을 변경 또는 향상시키도록 선택될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 추가로, 디바이스, 및 디바이스로 또는 디바이스로부터 열을 전달하기 위한 메커니즘을 포함하는 열 전달 장치에 관한 것이다. 열을 전달하기 위한 메커니즘은 본 발명의 HFP 삼량체-함유 조성물을 포함하는 열 전달 작동 유체를 포함할 수 있다.
제공되는 열 전달 장치는 디바이스를 포함할 수 있다. 디바이스는 미리 결정된 온도 또는 온도 범위에서 냉각, 가열 또는 유지되는 구성요소, 공작물, 조립체 등일 수 있다. 그러한 디바이스는 전기적 구성요소, 기계적 구성요소 및 광학적 구성요소를 포함한다. 본 발명의 디바이스의 예에는 마이크로프로세서, 반도체 디바이스를 제조하는 데 사용되는 웨이퍼, 전력 제어 반도체, 배전 스위치 기어, 전력 변압기, 회로 기판, 멀티-칩 모듈, 패키징된 그리고 패키징되지 않은 반도체 디바이스, 레이저, 화학 반응기, 연료 전지, 열 교환기, 및 전기화학 전지가 포함되지만, 이로 한정되지 않는다. 일부 실시 형태에서, 디바이스는 칠러, 히터 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 실시 형태에서, 디바이스는 마이크로프로세서를 비롯한 프로세서와 같은 전자 디바이스를 포함할 수 있다. 이들 전자 디바이스가 더 강력해질수록, 단위 시간당 발생되는 열의 양이 증가한다. 따라서, 열 전달 메커니즘은 프로세서 성능에서 중요한 역할을 한다. 열 전달 유체는 전형적으로 낮은 독성, 난연성(또는 불연성) 및 낮은 환경적 영향뿐만 아니라 양호한 열 전달 성능, (냉각판을 사용하는 것과 같은 "간접 접촉" 응용에 사용되더라도) 양호한 전기적 상용성을 갖는다. 양호한 전기적 상용성은 열 전달 유체 후보가 낮은 유전 상수, 높은 절연 강도, 높은 체적 저항률 및 극성 재료에 대한 불량한 용해성을 나타낸다는 것을 시사한다. 추가적으로, 열 전달 유체는 양호한 기계적 상용성을 나타내어야 하는데, 즉 열 전달 유체는 불리한 방식으로 구조의 전형적인 재료에 영향을 주지 말아야 한다.
제공되는 장치는 열을 전달하기 위한 메커니즘을 포함할 수 있다. 이 메커니즘은 열 전달 유체를 포함할 수 있다. 열 전달 유체는 본 발명의 하나 이상의 HFP 삼량체-함유 조성물을 포함할 수 있다. 열 전달 메커니즘을 디바이스와 열 접촉된 상태로 배치함으로써 열이 전달될 수 있다. 열 전달 메커니즘은, 디바이스와 열 접촉된 상태로 배치된 때에, 디바이스로부터 열을 제거하거나 디바이스에 열을 제공하거나, 또는 디바이스를 선택된 온도 또는 온도 범위에서 유지한다. (디바이스로부터 또는 디바이스로의) 열 흐름의 방향은 디바이스와 열 전달 메커니즘 사이의 상대적인 온도 차이에 의해 결정된다.
열 전달 메커니즘은 열 전달 유체를 관리하기 위한 설비를 포함할 수 있는데, 이에는 펌프, 밸브, 유체 보관 시스템, 압력 제어 시스템, 응축기, 열 교환기, 열원, 히트 싱크(heat sink), 냉동 시스템, 능동 온도 제어 시스템 및 수동 온도 제어 시스템이 포함되지만, 이로 한정되지 않는다. 적합한 열 전달 메커니즘의 예에는 플라즈마 강화 화학 증착(PECVD) 도구 내의 온도 제어형 웨이퍼 척(wafer chuck), 다이(die) 성능 시험용 온도-제어형 시험 헤드, 반도체 공정 장비 내의 온도 제어형 작업 구역, 열 충격 시험조용 액체 저장소 및 항온조가 포함되지만, 이로 한정되지 않는다. 에칭 장치(etcher), 애싱 장치(asher), PECVD 챔버, 기상 납땜 디바이스 및 열 충격 시험기와 같은 일부 시스템에서, 원하는 상한 작동 온도는 170℃만큼 높거나, 200℃만큼 높거나, 또는 심지어 230℃만큼 높을 수 있다.
열 전달 메커니즘을 디바이스와 열 접촉된 상태로 배치함으로써 열이 전달될 수 있다. 열 전달 메커니즘은, 디바이스와 열 접촉된 상태로 배치된 때에, 디바이스로부터 열을 제거하거나 디바이스에 열을 제공하거나, 또는 디바이스를 선택된 온도 또는 온도 범위에서 유지한다. (디바이스로부터 또는 디바이스로의) 열 흐름의 방향은 디바이스와 열 전달 메커니즘 사이의 상대적인 온도 차이에 의해 결정된다. 또한, 제공되는 장치는 냉동 시스템, 냉각 시스템, 시험 장비 및 기계 가공 장비를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제공되는 장치는 항온조 또는 열 충격 시험조일 수 있다.
본 발명의 조성물 및 유체를 열 전달제로서 사용함에 있어서, 일부 실시 형태에서, 예를 들어, 미국 재발행 특허 제37,119 E호 (셔우드(Sherwood)) 및 미국 특허 제6,374,907호 (터지그넌트(Tousignant))에 기재된 공정 및 디바이스가 이용될 수 있으며, 상기 특허 각각은 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된다.
실시 형태의 목록
1.
디바이스; 및
디바이스로 또는 디바이스로부터 열을 전달하기 위한 메커니즘을 포함하며,
메커니즘은 하기 구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체:
[화학식 1]
Figure pct00007
를 포함하는 작동 유체를 포함하고, 구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체는 작동 유체 내의 헥사플루오로프로필렌 삼량체의 총 중량을 기준으로 85 중량% 이상의 양으로 작동 유체 중에 존재하는, 열 전달 장치.
2. 실시 형태 1에 있어서, 구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체는 작동 유체의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이상의 양으로 작동 유체 중에 존재하는, 열 전달 장치.
3. 실시 형태 1 및 실시 형태 2 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 디바이스는 마이크로프로세서, 반도체 디바이스를 제조하는 데 사용되는 반도체 웨이퍼, 전력 제어 반도체, 전기화학 전지, 배전 스위치 기어, 전력 변압기, 회로 기판, 멀티-칩 모듈, 패키징된 또는 패키징되지 않은 반도체 디바이스, 연료 전지 및 레이저로부터 선택되는, 열 전달 장치.
4. 실시 형태 1 내지 실시 형태 3 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 열을 전달하기 위한 메커니즘은 디바이스의 온도 또는 온도 범위를 유지하기 위한 시스템 내의 구성요소인, 열 전달 장치.
5.
디바이스를 제공하는 단계; 및
하기 구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체:
[화학식 1]
Figure pct00008
를 포함하는 작동 유체를 사용하여 디바이스로 또는 디바이스로부터 열을 전달하는 단계
를 포함하며,
구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체는 작동 유체 내의 헥사플루오로프로필렌 삼량체의 총 중량을 기준으로 85 중량% 이상의 양으로 작동 유체 중에 존재하는, 열 전달 방법.
6. 이성체적으로 순수한 헥사플루오로프로필렌 삼량체의 제조 방법으로서,
헥사플루오로프로필렌 단량체를 용매의 존재 하에 촉매와 반응시켜 하기 구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체:
[화학식 1]
Figure pct00009
를 포함하는 조질 불소화합물계 반응 생성물을 형성하는 단계; 및
촉매 및 용매로부터 조질 불소화합물계 반응 생성물을 단리하는 단계
를 포함하며;
헥사플루오로프로필렌 단량체를 촉매와 반응시키는 단계는 반응 혼합물에 공급되는 헥사플루오로프로필렌 단량체의 총 중량을 기준으로 시간당 30 중량% 미만의 공급 속도로 헥사플루오로프로필렌 단량체를 반응 혼합물에 연속적으로 공급하는 것을 포함하고;
헥사플루오로프로필렌 단량체를 촉매와 반응시키는 단계는 60℃ 이상의 반응 온도에서 수행되고;
구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체는 단리된 조질 불소화합물계 반응 생성물의 총 중량을 기준으로 70 중량% 이상의 양으로 존재하고;
구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체는 단리된 조질 불소화합물계 반응 생성물에 존재하는 헥사플루오로프로필렌 삼량체의 총 중량을 기준으로 85 중량% 이상의 양으로 존재하는, 제조 방법.
본 발명의 실시가 이하의 상세한 실시예들과 관련하여 추가로 기술될 것이다. 이들 실시예는 다양한 특정 실시 형태 및 기술을 추가로 예시하기 위하여 제공된다. 그러나, 본 발명의 범주 내에 남아 있는 채로 많은 변형 및 수정이 이루어질 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
실시예
본 발명의 목적 및 이점이 하기 비교예 및 예시적인 실시예에 의해 추가로 예시된다. 달리 지시되지 않는 한, 모든 재료는 미국 소재의 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)로부터 입수하였다.
실시예 1: 1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-도데카플루오로-2,4-비스(트라이플루오로메틸)헵트-3-엔의 합성
Figure pct00010
1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-도데카플루오로-2,4-비스(트라이플루오로메틸)헵트-3-엔 (HFP 삼량체 구조 화학식 1)의 선택적인 1단계 합성을 다음과 같이 수행하였다. 600 mL 하스텔로이 파르(Hastelloy Parr) 반응기를 드라이박스로 옮기고 15.774 g의 CsF (미국 오클라호마주 카투사 소재의 어드밴스드 리서치 케미칼스, 인크.(Advance Research Chemicals, Inc.)로부터 입수함) 및 171.40 g의 무수 다이메틸포름아미드 (DMF) 용매로 충전하였다. 반응기를 밀봉한 다음 드라이박스에서 꺼내고, 용기 무게를 재고, 반응기 스탠드에 장착하였다. 파르 반응기를 드라이아이스조 내에서 -30℃에서 냉각하고, 잠시 진공화하여 비-응축가능한 가스를 제거하고, 이어서 가열 맨틀을 장착하고, 최대로 교반하면서 90℃로 가열하였다. 일단 90℃ 설정점 온도에 도달하면, 1.5 g/min의 평균 첨가 속도로 계량 밸브를 통해 파르 반응기의 헤드스페이스로의 HFP 단량체의 연속 첨가를 시작하였다. 반응 온도가 최대 117℃로 상승하는 온건한 발열이 HFP의 연속 첨가 동안 관찰되었다 (능동적인 냉각은 없음). 반응기 내의 압력은 전체 반응 과정 동안 20 psi 미만이었고, 이는 HFP가 첨가됨에 따라 HFP가 소모되고 있었음을 나타낸다. 일단 총 498.5 g의 HFP 단량체가 반응 혼합물에 첨가되면, HFP 첨가를 중단하고, 반응 용액을 계속 교반하면서 90℃에서 1시간 동안 유지하여, 반응기 내의 잔류 HFP가 반응하게 하였다. 이어서, 가열을 종료하고 반응 혼합물을 교반하면서 하룻밤 실온으로 서서히 냉각되게 하였다. 일단 실온으로 냉각되면, 반응기를 분해하고 액체 내용물을 750 mL 삼각 플라스크에 부어서 2개의 액체 상; 어두운 주황색-갈색의 상부 DMF 상, 및 약간의 현탁된 CsF 촉매를 갖는 무색 투명한 하부 불소화합물계 상이 드러나게 하였다. 이 혼합물을 셀리트(Celite)의 패드를 통한 흡인에 의해 여과하여 현탁된 고형물을 제거하고 여과액을 500 mL 분별 깔때기로 옮기고 상분리되게 하였다. 하부 불소화합물계 상을 단리하고 저장을 위해 500 mL HDPE 폴리보틀(polybottle)에 패키징하였다. 이러한 조질 불소화합물계 생성물 (실시예 1)의 단리 수득량은, HFP 단량체에 기초한 이론적 수득량의 92.43%에 상응하는 460.78 g였다. 니트(neat) 조질 불소화합물계 생성물의 GC-FID 분석은 1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-도데카플루오로-2,4-비스(트라이플루오로메틸)헵트-3-엔 (HFP 삼량체 구조 화학식 1)에 상응하는 단일 주 피크 (85.58 면적%)를 나타내었다. 조질 생성물의 GC-FID 분석에 의해 결정되고 GC-MS 및 19F NMR 분석에 의해 확인되는 바와 같은 더 완전한 조성 상세 사항이 표 1에 제공되어 있다.
[표 1]
Figure pct00011
표 1에 요약된 데이터는 구조 화학식 1의 HFP 삼량체가 단리된 조질 불소화합물계 생성물의 85.58%를 구성하고, 이 반응에서 생성되는 HFP 삼량체 (분자량 450 g/mol)의 모든 구조 이성체에 대해 97.7%의 선택률로 형성됨을 나타낸다.
실시예 2 및 실시예 3
이러한 반응에서 생성된 HFP 삼량체를 정제하고 조질 생성물 혼합물의 저분자량 및 고분자량 성분들을 제거하기 위해, 20-트레이 올더쇼(Oldershaw) 컬럼 및 60:1 분할비로 작동하는 자동 액체 분할기(splitter) 및 0℃로 냉각되는 응축기가 구비된 증류 헤드를 사용하여 조질 생성물을 대기압에서 질소 하에 분별 증류하였다. 2개의 하트 컷(heart cut) 증류 분획을 수집하였는데, 하트 컷 #1 (85.57 g)은 105.3 내지 106.2℃의 헤드 온도에서 수집하였고 하트 컷 #2 (252.74 g)는 106.2 내지 106.4℃의 헤드 온도에서 수집하였다. 둘 모두의 하트 컷 분획을 GC-FID에 의해 분석하였고, 표 2에 요약된 바와 같이 매우 높은 전체 순도로 1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-도데카플루오로-2,4-비스(트라이플루오로메틸)헵트-3-엔 (HFP 삼량체 구조 화학식 1)을 함유하는 것으로 밝혀졌다.
[표 2]
Figure pct00012
하트 컷 #2 (실시예 3)를 정량적 19F NMR 분광법에 의해 추가로 분석하였고, 98.4 중량%의 1,1,1,2,3,5,5,6,6,7,7,7-도데카플루오로-2,4-비스(트라이플루오로메틸)헵트-3-엔 (HFP 삼량체 구조 화학식 1)을 E (77.6 중량%) 및 Z (20.8 중량%) 부분입체이성체의 혼합물로서 포함하는 것으로 나타났다.
비교예
비교예 CE1 내지 비교예 CE4의 설명이 표 3에 제공되어 있다. 이들 비교예는 3가지 주요 이성체의 혼합물을 포함하는 HFP 삼량체 (CE1) 및 3가지 시판 열 전달 유체 (CE2, CE3, 및 CE4)를 포함하였다.
[표 3]
Figure pct00013
시험 절차
시험 샘플과 하이드록실 라디칼의 반응 속도로부터 실시예 3 및 CE2의 대기중 수명을 결정하였다. 클로로메탄 및 에탄과 같은 기준 화합물에 대비하여 일련의 실험에서 기체 시험 샘플과 하이드록실 라디칼의 반응에 대한 유사 1차 속도를 측정하였다. 측정은 폴리싱된 반도체-등급 석영 윈도우가 구비된 5.7 L의 가열된 FTIR 가스 셀에서 수행하였다. 480W 수은-제논 전구가 구비된 오리엘 인스트루먼트츠(Oriel Instruments) UV 램프, 모델 66921을 사용하여 수증기의 존재 하에 오존을 광분해함으로써 하이드록실 라디칼을 발생시켰다. 미댁 코포레이션(Midac Corporation)으로부터의 I-시리즈 FTIR을 사용하여 반응 시간의 함수로서 시험 샘플 및 기준 화합물의 농도를 측정하였다. 하기에 나타낸 바와 같이 기준 화합물 대비 시험 샘플의 반응 속도 및 기준 화합물의 보고된 수명으로부터 대기중 수명을 계산하였다:
Figure pct00014
여기서, τx는 시험 샘플의 대기중 수명이고, τr은 기준 화합물의 대기중 수명이고, kx 및 kr은 하이드록실 라디칼과 각각 시험 샘플 및 기준 화합물의 반응에 대한 속도 상수이다.
이러한 대기중 수명을 사용하여 실시예 3 및 CE2에 대해 지구 온난화 지수 (GWP)를 추정하였다. 100년 누적 시간 범위 (ITH)를 사용하여 기후 변화에 대한 정부간 협의체 (IPCC) 2013 방법에 따라 GWP를 계산하였다. 이러한 계산에 사용된 복사 효율은 시험 샘플에 대해 측정된 적외 단면을 기반으로 하였다. CE3의 GWP는 듀폰 디 네모아(du Pont de Nemours)의 상업상 문헌(trade literature)으로부터 얻었다. CE4에 대한 공개된 GWP를 찾을 수 없었으므로, CE4의 GWP는 유사한 구조의 더 저분자량의 퍼플루오로폴리에테르(CF3OCF(CF3)CF2OCF2OCF3; 문헌[C.J. Young, et. al., Environ. Sci. Technol. 2006, 40, 2242-2246])의 공개된 GWP를 기반으로 하였다.
쥐에서의 실시예 3 및 CE2의 4시간 급성 흡입 독성은, 동물에 4시간 동안 (표 4에 따라) 공기 중 10,000 또는 619 ppm vol/vol로 투여한 후에 14일간 투여-후 모니터링함으로써 결정하였다. 동물 시험 결과 및 시험 화합물의 증기 농도에 기초하여, LC-50 값을 추정하였다. CE3의 NOEL (무효과 수준; No Effect Level) 값은 듀폰 디 네모아의 상업상 문헌으로부터 얻었다. CE4에 대한 4시간 흡입 LC-50 값은 솔베이 MSDS로부터 얻었다.
스코트(Schott) AVS 350 비스코시티 타이머(Viscosity Timer), 애널리티컬 인스트루먼트 넘버(Analytical Instrument No.) 341을 사용하여 실시예 3, CE1, 및 CE2의 동점도를 측정하였다. 0℃ 미만의 온도의 경우, 롤러(Lawler) 온도 제어조, 애널리티컬 인스트루먼트 넘버 320을 사용하였다. 모든 온도에 사용되는 점도계는 545-03, 10 및 13이다. 또한 하겐바흐(Hagenbach) 보정을 사용하여 점도계를 보정하였다. CE3 및 CE4에 대한 동점도 데이터는 각각 듀폰 및 솔베이의 상업상 문헌으로부터 얻었다.
ASTM D1120-94 "엔진 냉각제의 비점을 위한 표준 시험 방법(Standard Test Method for Boiling Point of Engine Coolants)"을 사용하여 실시예 3, CE1, 및 CE2의 비점을 측정하였다. CE3 및 CE4의 비점은 각각 듀폰 및 솔베이의 상업상 문헌으로부터 얻었다.
유동점/빙점은 샘플을 밀봉 튜브 내에서 수평으로 회전시킨 후 샘플이 5초 만에 유동하는 것으로 시각적으로 관찰되는 최저 온도로서 정의하였다. 실시예 3, CE1, 및 CE2를 유동점 미만으로 냉각하고 수동 온도 제어조에서 대략 2℃/min의 속도로 가온하였다. 샘플을 대략 1 내지 2분마다 시각적으로 조사하였다. RTD 온도계, 애널리티컬 인스트루먼트 넘버 898을 사용하여 온도를 기록하였다. CE3 및 CE4의 유동점/빙점은 각각 듀폰 및 솔베이의 상업상 문헌으로부터 얻었다.
유전 특성 및 전기 전도도 측정은 노보컨트롤(Novocontrol)로부터의 알파-A 고온 광대역 유전 분광계(Alpha-A High Temperature Broadband Dielectric Spectrometer) 모듈식 측정 시스템을 사용하여 수행하였다. ZG2 유전체/임피던스 범용 인터페이스(Dielectric/Impedance General Purpose Interface)를 이용하면서, 40 mm 직경의 금 도금된 평행 플레이트들을 이용하는 샘플 셀 BDS 1200을 알파-A 메인프레임에 인터페이싱하였다. 각각의 3M 시험 샘플을 상기에 기재된 바와 같은 평행 플레이트 전극들 사이에 준비하고 전극들의 전압 차 (Vs) 및 전류 (Is)의 위상 감응 측정으로부터 복소 유전율 (유전 상수 및 손실)을 평가하였다. 주파수 도메인 측정은 0.00001 ㎐ 내지 20 ㎒의 이산 주파수들에서 수행하였다. 10 밀리옴으로부터 1 x 10 E14 옴까지의 임피던스를 최대 4.2 볼트 AC까지 측정할 수 있다. 그러나, 이 실험에서는, 1.0 볼트의 고정된 AC 전압을 사용하였다. 저주파수 하브릴락 네가미(Havrrilak Negami) 유전 완화 함수의 적어도 하나의 항 및 하나의 개별 주파수 의존 전도도 항을 포함하는 최적화된 광대역 유전 완화 적합 함수로부터 DC 전도도를 추출하였다. DC 전도도로부터 체적 저항률을 계산하였다. CE3 및 CE4의 유전 상수 및 체적 저항률은 각각 듀폰 및 솔베이의 상업상 문헌으로부터 얻었다.
실시예 3, CE1, 및 CE2의 절연 파괴 강도 (절연 강도) 측정은 7 내지 69 ㎸, 60 ㎐ 파괴 범위에서의 시험을 위해 특별히 설계된 피닉스 테크놀로지스(Phenix Technologies) 모델 LD-60을 사용하여 ASTM D149에 따라 수행하였다. CE3 및 CE4의 절연 강도는 각각 듀폰 및 솔베이의 상업상 문헌으로부터 얻었다.
결과
[표 4]
Figure pct00015
실시예 3이 탁월한 저온 특성을 제공한다는 것이 표 4에 요약된 결과로부터 명백하다. 그의 유동점은 열거된 다른 재료들 중 어떤 것보다 낮으며, 놀랍게도 HFP 삼량체 혼합 이성체의 샘플인 CE1보다 낮다. 이러한 이점은, HFP 삼량체의 단일 이성체 (실시예 3)가, 특히 더 낮은 온도에서, 혼합 이성체 (CE1)보다 상당히 더 낮은 점도를 갖고 시판 제품 (CE2 내지 CE4)과 거의 대등함을 나타내는 점도 데이터에서 또한 반영된다. 실시예 3의 다른 이점은 유전 상수, 절연 강도 및 체적 저항률에 대한 값에 의해 반영되는 바와 같은 그의 탁월한 유전 특성이다. 알 수 있는 바와 같이, 이들은 각각 시판 퍼플루오로카본 (PFC) 및 퍼플루오로폴리에테르 (PFPE) 제품인 CE2 및 CE4에 대한 값과 매우 유사하지만, 하이드로플루오로에테르 올레핀 (HFEO) 제품인 CE3에 대해 열거된 값보다 훨씬 더 우수하다. 실시예 3의 또 다른 중요한 이점은 비교예 CE2 내지 CE4와 비교하여 훨씬 더 낮은 그의 GWP이다. 이는 환경 영향의 10배 이상의 감소에 상응한다. 따라서 구조 화학식 1의 HFP 삼량체는 퍼플루오르화된 PFC 및 PFPE 제품과 유사하거나 그보다 우수한 물리적 특성을 산출할 수 있는 한편, 또한 상당히 개선된 환경 지속 가능성 및 낮은 독성을 제공할 수 있다.
본 발명의 범주 및 사상으로부터 벗어남이 없이 본 발명에 대한 다양한 변형 및 변경이 당업자에게 명백하게 될 것이다. 본 발명은 본 명세서에 기재된 예시적인 실시 형태들 및 실시예들에 의해 부당하게 제한되도록 의도되지 않고, 그러한 실시예들 및 실시 형태들은 단지 예로서 제시되며, 이때 본 발명의 범주는 하기와 같이 본 명세서에 기재된 청구범위에 의해서만 제한되도록 의도됨을 이해하여야 한다. 본 명세서에 인용된 모든 참고문헌은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

Claims (6)

  1. 디바이스; 및
    디바이스로 또는 디바이스로부터 열을 전달하기 위한 메커니즘을 포함하며,
    메커니즘은 하기 구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체:
    [화학식 1]
    Figure pct00016

    를 포함하는 작동 유체를 포함하고, 구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체는 작동 유체 내의 헥사플루오로프로필렌 삼량체의 총 중량을 기준으로 85 중량% 이상의 양으로 작동 유체 중에 존재하는, 열 전달 장치.
  2. 제1항에 있어서, 구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체는 작동 유체의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이상의 양으로 작동 유체 중에 존재하는, 열 전달 장치.
  3. 제1항에 있어서, 디바이스는 마이크로프로세서, 반도체 디바이스를 제조하는 데 사용되는 반도체 웨이퍼, 전력 제어 반도체, 전기화학 전지, 배전 스위치 기어, 전력 변압기, 회로 기판, 멀티-칩 모듈, 패키징된 또는 패키징되지 않은 반도체 디바이스, 연료 전지 및 레이저로부터 선택되는, 열 전달 장치.
  4. 제1항에 있어서, 열을 전달하기 위한 메커니즘은 디바이스의 온도 또는 온도 범위를 유지하기 위한 시스템 내의 구성요소인, 열 전달 장치.
  5. 디바이스를 제공하는 단계; 및
    하기 구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체:
    [화학식 1]
    Figure pct00017

    를 포함하는 작동 유체를 사용하여 디바이스로 또는 디바이스로부터 열을 전달하는 단계
    를 포함하며,
    구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체는 작동 유체 내의 헥사플루오로프로필렌 삼량체의 총 중량을 기준으로 85 중량% 이상의 양으로 작동 유체 중에 존재하는, 열 전달 방법.
  6. 이성체적으로 순수한 헥사플루오로프로필렌 삼량체의 제조 방법으로서,
    헥사플루오로프로필렌 단량체를 용매의 존재 하에 촉매와 반응시켜 하기 구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체:
    [화학식 1]
    Figure pct00018

    를 포함하는 조질(crude) 불소화합물계 반응 생성물을 형성하는 단계;
    및
    촉매 및 용매로부터 조질 불소화합물계 반응 생성물을 단리하는 단계
    를 포함하며;
    헥사플루오로프로필렌 단량체를 촉매와 반응시키는 단계는 반응 혼합물에 공급되는 헥사플루오로프로필렌 단량체의 총 중량을 기준으로 시간당 30 중량% 미만의 공급 속도로 헥사플루오로프로필렌 단량체를 반응 혼합물에 연속적으로 공급하는 것을 포함하고;
    헥사플루오로프로필렌 단량체를 촉매와 반응시키는 단계는 60℃ 이상의 반응 온도에서 수행되고;
    구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체는 단리된 조질 불소화합물계 반응 생성물의 총 중량을 기준으로 70 중량% 이상의 양으로 존재하고;
    구조 화학식 1을 갖는 헥사플루오로프로필렌 삼량체는 단리된 조질 불소화합물계 반응 생성물에 존재하는 헥사플루오로프로필렌 삼량체의 총 중량을 기준으로 85 중량% 이상의 양으로 존재하는, 제조 방법.
KR1020187034772A 2017-03-21 2018-03-19 열 전달 유체 및 이의 사용 방법 KR102515530B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762474097P 2017-03-21 2017-03-21
US62/474,097 2017-03-21
PCT/IB2018/051836 WO2018172919A1 (en) 2017-03-21 2018-03-19 Heat transfer fluids and methods of using same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190132190A true KR20190132190A (ko) 2019-11-27
KR102515530B1 KR102515530B1 (ko) 2023-03-28

Family

ID=63585177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187034772A KR102515530B1 (ko) 2017-03-21 2018-03-19 열 전달 유체 및 이의 사용 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10662359B2 (ko)
EP (1) EP3601470B1 (ko)
JP (1) JP6971253B2 (ko)
KR (1) KR102515530B1 (ko)
CN (1) CN109072054B (ko)
TW (1) TWI768009B (ko)
WO (1) WO2018172919A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113637463B (zh) * 2020-05-11 2023-05-16 何健德 浸泡式介电液
CN111647391B (zh) * 2020-07-15 2022-01-21 浙江诺亚氟化工有限公司 一种多效有机型冷却液组合物及其应用
EP4241329A1 (en) * 2020-11-03 2023-09-13 3M Innovative Properties Company Fluids for immersion cooling of electronic components
WO2022107020A1 (en) 2020-11-23 2022-05-27 3M Innovative Properties Company Coating composition comprising a curable fluoropolymer and a hydrofluorochloropropene and fluoroelastomers therefrom
WO2022123391A1 (en) 2020-12-09 2022-06-16 3M Innovative Properties Company A coatable curable fluoropolymer and fluoroelastomers therefrom
TW202302471A (zh) * 2021-06-04 2023-01-16 美商卡爾岡碳公司 浸漬冷卻用吸著劑
CN115449353A (zh) * 2021-06-08 2022-12-09 浙江省化工研究院有限公司 一种液冷介质及其应用
CN113717699B (zh) * 2021-07-15 2023-06-16 浙江巨化技术中心有限公司 一种组合物、含硅液冷剂及其制备方法以及浸没冷却系统
US11765859B2 (en) 2021-10-12 2023-09-19 The Chemours Company Fc, Llc Methods of immersion cooling with low-GWP fluids in immersion cooling systems
CN114316909B (zh) * 2022-03-03 2022-06-24 北京宇极科技发展有限公司 一种含氟传热流体及其制备方法和应用
CN115117518A (zh) * 2022-07-13 2022-09-27 北京电力自动化设备有限公司 一种基于高沸点防爆液的防爆电池
CN116854559B (zh) * 2023-07-06 2024-05-31 亚培烯科技(上海)有限公司 部分氟化合成烃及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1468543A (en) * 1973-06-23 1977-03-30 Hoechst Ag Perfluoroalkanes
US5254774A (en) * 1992-12-28 1993-10-19 Minnesota Mining And Manufacturing Company Preparation of hexafluoropropene oligomers
KR100293395B1 (ko) * 1993-01-22 2001-09-17 이노우에 노리유끼 불소화된탄화수소화합물과그의제조방법,및냉동기오일과자기기록매체윤활제
WO2016196240A1 (en) * 2015-06-05 2016-12-08 3M Innovative Properties Company Hydrofluoroolefins and methods of using same

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2918501A (en) 1958-02-27 1959-12-22 Du Pont Internally unsaturated perfluoroolefins and preparation thereof
US3000979A (en) 1958-11-12 1961-09-19 Du Pont Isomerization of fluoroolefins
US3917724A (en) 1973-02-09 1975-11-04 Hoechst Ag Process for preparing oligomers of hexafluoropropene
DE2306439C3 (de) * 1973-02-09 1975-12-18 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Herstellung von Hexafluorpropenoligomeren
NL7408139A (ko) * 1973-06-23 1974-12-30
US4221494A (en) * 1979-01-11 1980-09-09 W. Braun Company Roll-on applicator with spring bar ball supports
US4296265A (en) * 1979-07-19 1981-10-20 Daikin Kogyo Co., Ltd. Process for preparing hexafluoropropene oligomers
JPS5616429A (en) * 1979-07-19 1981-02-17 Daikin Ind Ltd Preparation of hexafluoropropene oligomer
CN1030406A (zh) * 1987-06-29 1989-01-18 上海市有机氟材料研究所 使含氟利昂的六氟丙烯齐聚的方法
WO1990015122A1 (fr) * 1989-06-05 1990-12-13 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Preparation refrigerante
IT1237887B (it) * 1989-12-12 1993-06-18 Ausimont Spa Lubrificanti perfluoropolieterei aventi proprieta' antiusura
DE4241969A1 (de) * 1992-12-12 1994-06-16 Hoechst Ag Hochreines Perfluor-(4-methyl-2-penten), seine Herstellung und Verwendung
JP3142878B2 (ja) 1995-10-20 2001-03-07 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー 低温冷媒としてのヒドロフルオロエーテル
US6374907B1 (en) 1999-10-08 2002-04-23 3M Innovative Properties Company Hydrofluoroether as a heat-transfer fluid
JP4227742B2 (ja) 2001-11-16 2009-02-18 独立行政法人産業技術総合研究所 高度分枝状パーフルオロオレフィン、極安定パーフルオロアルキルラジカル及びこれらの製造方法
CN100537500C (zh) * 2007-03-14 2009-09-09 浙江工业大学 一种六氟丙烯齐聚物的制备方法
US8003004B2 (en) * 2008-01-23 2011-08-23 3M Innovative Properties Company Heat transfer apparatus and methods including hydrofluorocarbonates
DE102010013517B4 (de) * 2009-04-21 2013-03-28 NOK Klüber Co., Ltd. Fluorbasierte Schmiermittelzusammensetzung und ihre Verwendung
US8261560B2 (en) * 2009-11-02 2012-09-11 3M Innovative Properties Company Methods of using hydrofluoroethers as heat transfer fluids
EP2688973A1 (en) * 2011-03-25 2014-01-29 3M Innovative Properties Company Fluorinated oxiranes as heat transfer fluids
CN103432959B (zh) * 2013-09-18 2015-01-14 华中师范大学 含六氟丙烯三聚体基的表面活性剂及其制备方法
CN103657512B (zh) * 2013-12-10 2016-08-31 衢州学院 一类全氟烯型阴离子双子表面活性剂及其制备方法
CN104513390A (zh) * 2013-12-24 2015-04-15 东莞市长安东阳光铝业研发有限公司 一种六氟环氧丙烷齐聚物的制备方法
CN103752342B (zh) * 2014-01-06 2015-07-15 巨化集团技术中心 一种合成六氟丙烯三聚体用催化剂的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1468543A (en) * 1973-06-23 1977-03-30 Hoechst Ag Perfluoroalkanes
US5254774A (en) * 1992-12-28 1993-10-19 Minnesota Mining And Manufacturing Company Preparation of hexafluoropropene oligomers
KR100293395B1 (ko) * 1993-01-22 2001-09-17 이노우에 노리유끼 불소화된탄화수소화합물과그의제조방법,및냉동기오일과자기기록매체윤활제
WO2016196240A1 (en) * 2015-06-05 2016-12-08 3M Innovative Properties Company Hydrofluoroolefins and methods of using same

Also Published As

Publication number Publication date
EP3601470A1 (en) 2020-02-05
JP6971253B2 (ja) 2021-11-24
TW201840808A (zh) 2018-11-16
CN109072054A (zh) 2018-12-21
TWI768009B (zh) 2022-06-21
JP2020514420A (ja) 2020-05-21
KR102515530B1 (ko) 2023-03-28
EP3601470B1 (en) 2024-04-24
US10662359B2 (en) 2020-05-26
EP3601470A4 (en) 2021-03-03
WO2018172919A1 (en) 2018-09-27
US20200002589A1 (en) 2020-01-02
CN109072054B (zh) 2021-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102515530B1 (ko) 열 전달 유체 및 이의 사용 방법
US7390427B2 (en) Hydrofluoroether as a heat-transfer fluid
KR100669264B1 (ko) 열전달액으로서의 히드로플루오로에테르
EP2590928B1 (en) Method and apparatus for transferring heat with alkyl perfluoroalkene ethers
KR20140019399A (ko) 열 전달 유체로서의 플루오르화 옥시란
US20120298333A1 (en) Apparatus including hydrofluoroether with high temperature stability and uses thereof
KR20170093888A (ko) 하이드로플루오로올레핀 및 그의 사용 방법
WO2021144678A1 (en) Hydrofluorethers and methods of using same
CN111247880B (zh) 含氢氟环氧化物的组合物及其使用方法
WO2020250104A1 (en) Fluorinated aromatics and methods of using same
US20230339834A1 (en) Chlorinated fluoroaromatics and methods of using same

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant